坡屋面建模及分析(投稿版)
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析坡屋面PKPM建模是指利用PKPM软件进行坡屋面建筑的结构分析和设计。
PKPM软件是我国常用的一款建筑结构分析和设计软件,其应用广泛,能够满足复杂建筑结构的分析和设计需求。
在实际工程中,坡屋面建筑由于其独特的结构形式和复杂的受力特点,对于PKPM建模存在一定的挑战和难点。
本文将深入探讨坡屋面PKPM建模的技术要点和分析方法,希望能够为工程师和设计人员在实际工程中的设计和分析工作提供参考。
一、坡屋面PKPM建模的技术要点1.结构形式分析坡屋面建筑的结构形式多种多样,常见的有单坡屋面、双坡屋面、多坡屋面等。
在进行PKPM建模之前,需要对建筑的结构形式进行分析和确认,包括屋面的坡度、主梁和次梁的布置、支撑结构等,这对于后续的建模工作具有重要的指导意义。
2.荷载分析荷载是坡屋面建筑结构设计的重要参数,包括风载、雪载、自重、活荷载等。
在进行PKPM建模时,需要合理地分析和施加这些荷载,以确保建模结果的准确性和可靠性。
3.材料特性分析坡屋面建筑的材料特性会直接影响结构的受力性能和承载能力。
在PKPM建模中,需要准确地输入材料的性能参数,包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度等,以确保建模结果的准确性。
4.结构节点分析坡屋面建筑的结构节点复杂多样,包括主梁与次梁的连接、支撑结构的节点等。
在进行PKPM建模时,需要合理地设置和处理这些节点,以确保结构的连续性和稳定性。
1.建模流程坡屋面PKPM建模的流程一般包括几何建模、截面建模、材料设定、荷载设置、边界条件设定、求解分析等步骤。
在进行建模时,需要严格按照这些步骤进行,确保建模的完整和准确。
2.参数选择在进行PKPM建模时,需要合理选择结构的参数,包括截面尺寸、材料参数、支撑参数等。
这些参数的选择对于建模的准确性和效率都具有重要的影响,需要进行合理的分析和把握。
3.边界条件设定边界条件是PKPM建模中的关键环节,直接影响结构分析的准确性和可靠性。
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析在结构设计中,坡屋面建模一直是大家关注的问题,也是PKPM建模中的一大难点。
能否使软件建立的坡屋面模型更接近建筑实物,计算更加具体真实,也是大家最关心的问题。
PKPM建模中,我们有时将坡屋面简化为平屋面进行分析,如果坡屋面处设有一层水平板时,以坡屋面的平均高度作为层高建立一个标准层,当坡屋面没有水平板时候,按下层楼面至屋面的平均高度作为层高建立标准层,这种方法虽然简捷,但它不能反映结构的真实状态,所以我们常常把计算结果放大,放大到太保守的程度,很不经济。
本人认为在PKPM建模允许的情况下,应尽量使模型接近实物才能使软件更准确的接近实际计算。
标签:结构设计;坡屋面;PKPM建模随着我国城市建设的快速发展和人们生活需求的提高,坡屋面结构体系以其外形美观、立面造型丰富、抗渗漏、不易积水等优点,受到越来越多人的青睐。
它不仅广泛应用于别墅、写字楼等民用建筑,厂房等工业建筑,许多高层住宅建筑楼顶也从原来的平屋顶变成了一顶漂亮的帽子。
把它戴在楼顶可以算是一道美丽的风景,安全地站在城市的每一个角落。
1、坡屋面结构设计方案坡屋面一般有两种结构布置方式:一种是顶部直接做成斜板,当然这层斜板也同时起到屋面板的作用,斜板下可以做梁;也可以不做梁,直接做整体板壳结构。
另一种是做两层板,一层水平板,一层则按屋面造型来做,即存在俗称的“闷层”。
这两种方式都可以在结构跨度比较大的时候设置水平梁来抵消斜屋面产生的水平推力,然后采用梁托小柱的方法支撑倾斜部分。
2、建筑结构布置分析下面比较一下这两种结构布置形式:第一种不做“闷层”时,屋顶层对于空间的利用有较大的好处,实际上就是直接的提高了屋顶层的层高,特别是建设单位有特殊要求时可以采用,这种形式还可分为有折梁屋面和无折梁屋面。
其中若建成有折梁屋面,则应注意屋面折梁的梁高取值,梁高应取其有效高度,折梁高度按计算跨度确定;若建成无折梁屋面,则考虑屋面为一弹性板,这时在PKPM的SATWE计算时应将整个屋面定义为弹性板6,并在参数设置时勾选“楼板按有限元方式设计(仅对弹性板3或6有效)”,这时程序自动按照有限元板壳进行分割计算,应注意的是无折梁屋面的板厚在考虑计算跨度的情况下应取厚一点。
坡屋面设计方法范文
坡屋面设计方法范文首先,根据建筑物的使用功能和地理位置,确定坡屋面的倾角。
一般来说,居住建筑的坡屋面倾角为2%-10%,商业建筑的坡屋面倾角为1%-5%。
坡屋面的倾角直接影响到屋面的排水效果,倾角过大会增加屋面的建筑成本,而倾角过小则容易导致积水和漏水问题。
其次,确定坡屋面的排水系统。
坡屋面的排水系统主要包括屋檐、天沟、排水管道和排水口等组成部分。
屋檐的设计要考虑到防风、防晒和美观等因素,一般要求搭建于屋面的外部边缘,并要具备足够的距离和坡度,以确保雨水能顺利地排入天沟。
天沟的位置和形状应能够将雨水迅速导入排水系统,而排水管道和排水口则需要合理布置,以达到排水迅速、畅通的效果。
另外,对于大面积的坡屋面,需要考虑到防水层的设置。
防水层可以采用铺设沥青防水卷材、涂抹防水材料或使用聚合物改性沥青防水涂料等方式进行。
在铺设防水卷材的过程中,要注意卷材之间的接缝要牢固、紧密,以防止雨水渗入。
对于涂抹防水材料和防水涂料的使用,要确保涂层均匀、完整,并定期进行维修和检查,以保证其防水性能。
此外,对于坡屋面的材料选择也要慎重。
常用的坡屋面材料有瓦片、金属板、聚氨酯板等。
不同的材料具备不同的防水、保温和耐久性能,需要根据实际情况选择合适的材料。
同时,在安装过程中要注意材料之间的连接和固定,以确保坡屋面的稳定性和牢固性。
最后,要进行坡屋面的定期维护和检查。
定期检查屋面的排水系统、防水层和材料的状况,及时发现并处理问题,可以延长坡屋面的使用寿命。
同时,要注意定期清理屋面上的杂物和垃圾,防止杂物阻塞排水系统,影响屋面的排水效果。
综上所述,坡屋面设计方法是确保建筑物结构安全和水密性能的重要手段。
正确的坡屋面设计方法包括确定倾角、排水系统、防水层、材料选择以及定期维护和检查等方面。
通过科学合理的设计和有效的管理,可以保证坡屋面的质量和寿命,提高建筑物的使用效果。
坡屋面结构建模方式分析
本文分两部分研究 ,第一是分别建立平屋面模型与坡屋 面模型 ,以此分析假定平屋面在建模 中对计算结果的影响 ,讨 论不同简化模型等效建模的合理 陛;第_是采用坡屋面模型 , 分别在起坡处设置平梁层与不设置平梁层 ,以此来研究平梁 层对坡屋面层受力的影响 。
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1 引言
3 结构设计方案
坡屋面在现 代建筑中应用广泛 ,但是在建模计算中 ,结构
根据建 筑使用功能和场地设计条件 ,主体结构采用现浇
设计人 员常常使用平屋面来替代坡屋面等效建模计算 ,此等 钢筋混凝土框架结构 ,建筑结构安全 等级 为二级 ,框架抗震 等
效对结构整体分 析 ,属于合理 简化 ,但对 坡屋面层本 身 ,不同 级三级 ,地基基础设计等级为丙级 。基础采用桩基 础与柱下条
受 力状 态 更 加 接 近 。
计板重 ),活荷载[31取 0.5kN/m 。
2 工 程 概 况
本工程位于贵州省毕节市威 宁县 ,使用功能为 商业区办 公楼 ,总建 筑面积 l1 787mz,建筑 高度 17.250m,建筑 层数 3 层 ,屋 脊高 度 为 19.2m,首 层层 高 4.5m,2~3层 3.9m,无地下 室 。屋 面 采用 坡屋 面 ,倾 斜 角度 27。 。本 工程 基 本 风 压 0.35kN/m。(按 50a一遇考虑),地面 粗糙 度为 B类 ,抗震 设防烈 度 7度(O.1g),第三组嘲。特 , 征周期值 0.45s。建 筑场地类别属 II 类场地 。抗震类别丙类 。
dif icultiesandpuzzlestothestructuraldesign.Basedonthepitchedroofstructureofweining projeCt m Gui ̄ouwovmce,this paper
坡屋顶构造分析
坡屋顶构造分析坡屋顶是一种常见的建筑屋顶形式,其构造分析涉及到多个方面,包括屋顶的形状、材料选择、支撑结构、防水处理等。
下面将分析坡屋顶的构造细节。
1.屋顶形状分析:坡屋顶的形状通常是倾斜的,以便水流迅速排除。
常见的坡度有15度、20度、30度等,具体角度根据实际需求和建筑设计来确定。
在坡屋顶设计时,需要确保坡度合适,使屋顶具有良好的排水性能。
2.材料选择:坡屋顶的材料选择可以是多种多样的,常见的材料有瓦片、沥青瓦、金属瓦等。
瓦片是一种传统的材料,质感好,具有一定的保温和隔热效果。
沥青瓦则是一种现代常用的材料,重量轻,施工简单,价格相对较低。
金属瓦则耐用且具有较长的使用寿命。
在选择材料时,需要考虑其重量、耐用性、维护难易程度以及美观度等因素。
3.支撑结构:坡屋顶的支撑结构是确保屋顶牢固稳定的关键。
支撑结构通常由梁、柱和墙体组成。
在设计过程中,需要合理布置结构,以保证屋顶的承重能力和整体稳定性。
梁和柱的材料可以选择木材、钢材或混凝土,根据建筑设计的需求来确定。
4.防水处理:坡屋顶的防水处理是非常重要的,可分为水平防水层和坡屋顶斜面防水层。
水平防水层通常使用沥青防水材料或聚合物涂料,以确保屋顶平面部分不渗水。
坡屋顶斜面防水层通常采用防水卷材,如SBS改性沥青防水卷材,通过焊接或粘接固定于屋面,以避免雨水渗入建筑。
5.排水系统:坡屋顶的排水系统对于防止屋顶积水和渗漏具有重要作用。
排水系统通常由屋顶排水槽、雨水管、排水口等组成。
设计时需要合理设置排水系统,确保雨水迅速排除。
总结起来,坡屋顶的构造分析涉及到屋顶形状、材料选择、支撑结构、防水处理和排水系统等方面。
合理的构造设计能够保证屋顶的结构稳定性,防水性能和排水性能,同时还能满足美观和耐久性的要求。
因此,在建筑设计和施工过程中,需要根据具体情况仔细分析,并选择合适的材料和施工方法,以确保坡屋顶的质量和使用寿命。
坡屋面结构设计范文
坡屋面结构设计范文坡屋面是一种常见的屋顶结构,它以倾斜的面板来排水,并且具有较高的抗风能力。
在设计坡屋面结构时,需要考虑多个因素,包括屋面的形状、材料、支撑结构和抗风能力等。
首先,设计坡屋面时需要考虑屋面的形状。
常见的坡屋面形状有单坡、双坡和多坡等。
单坡屋面适用于一侧有背靠建筑物或围墙的场合,它的坡度一般在5%~10%之间。
双坡屋面适用于两侧坡度相反的场合,它的坡度一般在10%~20%之间。
多坡屋面则适用于屋顶有多个坡度的场合。
其次,选择合适的材料是设计坡屋面结构的重要因素。
常见的坡屋面材料包括瓦片、金属板、纤维水泥板等。
瓦片是传统的坡屋面材料,常见的有瓦片和混凝土瓦等。
金属板是一种轻巧、耐久的材料,常见的有钢板、铝板和锌板等。
纤维水泥板是一种较为经济实用的材料,常用于仓库、厂房等建筑。
第三,选择合适的支撑结构对坡屋面的稳定性和承载能力有很大影响。
常见的坡屋面支撑结构有木结构、钢结构和混凝土结构等。
木结构是传统的坡屋面支撑结构,它可以根据需要选择不同的横截面尺寸和间距。
钢结构由于重量轻、刚度好,常用于大跨度和大面积的坡屋面。
混凝土结构适用于对坡屋面力学性能要求较高的场合,它具有较高的承载能力和稳定性。
最后,设计坡屋面时需要考虑其抗风能力。
坡屋面在受到侧风作用时,会受到风力的作用力和它产生的向上施加的吸力。
为了增强坡屋面的抗风能力,可以采用增加横截面积、调整坡度、增加厚度等措施。
此外,还可以通过增加焊接点、增加螺栓连接等方式来提高坡屋面的整体结构稳定性。
总之,设计坡屋面结构需要综合考虑屋面的形状、材料、支撑结构和抗风能力等因素。
合理选择这些因素,可以使坡屋面达到良好的排水效果、稳定性和承载能力,并且提高其使用寿命。
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析坡屋面是建筑物结构强度分析和设计中的一项重要技术,它可以满足建筑物结构、外观设计等方面的多种要求,具有重要的实用价值。
在建筑行业,模型预测技术(PKPM)被广泛应用于坡屋面建模。
PKPM技术较好地满足了建筑行业坡屋面建模的特定要求和应用,具有模型的高准确性和可靠性、更短的建模时间和节约成本,以及更易于处理复杂几何结构。
PKPM模型可以有效地描述坡屋面几何形状、约束、材料性质等一系列参数,可以满足坡屋面结构设计过程中非常具体的要求。
然而,PKPM技术并不能完全代替传统的结构计算方法,它仍然需要结合到一定程度上的传统计算方法,以有效确定坡屋面建模的结果。
同时,PKPM技术的应用还可以使得坡屋面的结构分析可以有效地和及时地执行,从而提高建筑结构设计的精度,更佳地实现这一目标。
由于PKPM在坡屋面建模中具有众多优点,因此它受到了越来越多的重视。
PKPM技术实施过程中,需要考虑多种因素,必须结合建筑设计的具体情况,尽量考虑建筑设计的全过程,以便能有效地完成坡屋面建模。
传统的结构计算方法会在坡屋面设计的基础上,主要考虑计算、围护结构的设计等内容,但是,PKPM技术在建模上比传统结构计算技术更能考虑建筑设计过程中的几何形状、约束、材料等多方面参数,所以PKPM技术在这方面具有明显的优势。
在坡屋面建模领域,PKPM技术经过不断的研发,现已经发展成十分成熟,其中存在许多软件工具,可以有效地完成坡屋面建模,从而使坡屋面建造工程的效率进一步提高。
另外,PKPM技术也可以有效地帮助我们完成基于建模的数值仿真分析,从而获取坡屋面建造工程的精确模型,优化建筑和结构设计,从而改善建筑结构性能,提高设计精度,为结构安全、舒适性和经济性提供更好的保障。
通过本文探讨,可以看出PKPM在坡屋面建模方面的重要性和优势,为坡屋面建造工程提供了更专业、便捷、高效的解决方案,集模型预测、数值分析和传统计算于一身,取代传统的结构计算技术,从而使坡屋面建造工程的设计能力和执行水平有了显著的提高。
YJK坡屋面建模方法及相关问题
YJK坡屋面建模方法Q1:软件对于坡屋面如何建模?A1:把坡屋面层分开两个标准层建模,坡屋面用虚梁封口即可。
Q2:坡屋面的斜坡结构,上层斜板与下层楼板平面相交,上层斜板与下层楼板共用一根梁,分层建模时,该根梁在每层同一位置要输入,请问此时软件计算模型里是一根梁考虑、还是按两根梁考虑的?A2:对于这种梁的模型,转换成计算模型后,空间位置重合的两根轴线会被归并成一条,同一位置的两根梁随之被归并为一根梁,程序处理的一般原则是保留下层梁的属性,删除上层梁的信息,并把上层梁的荷载叠加到下层梁上,因此建模时下层梁按实际尺寸布置,上层梁按100X100虚梁布置。
Q3:坡屋面工程自动生成楼板时,楼板未在对应标高处生成,这个是什么原因?A3:多数原因是层间处水平投影下有层间梁,对位的上层无该道梁,此时在上层需补充虚梁后生成楼板正常(如下图实例)Q4:软件对于是坡屋面结构的整体风荷载如何计算的?A4:软件计算整体风荷载挡风面积是按照楼层组装表中的层高计算的,不考虑修改上节点高等节点标高变化。
(所以要用往下降的方式建模)Q5:坡屋面层刚度比不满足要求处理办法A5:把坡屋面层和下面的一层合并标准层,但是中间的板会丢失,再按照层间板补上,这样层刚度比就会满足要求Q6:小坡屋面梁剪力差别很大,这个是为什么?A6:这主要是由于坡屋面自动采用了弹性膜,而无坡屋面采用了刚性板,两者计算有差异。
两个一样的模型,仅右边的节点抬高了200mm,中间的梁剪力不一样,请问是什么原因造成的,且节点抬高越多,剪力差别越大。
Q7:请问下,用YJK 的上节点建模算这种坡屋面,为什么次梁的配筋结果比框架梁小很多,建成平屋面后就变得正常一点?A7:软件对坡屋面是按弹性膜考虑的,梁计算时会考虑弹性膜的作用,规律上当坡度越大,对梁的作用就越大,配筋也就越小,坡屋面存在“拱”的效应的,综上配筋比平面梁可以少。
Q8:请问YJK计算坡屋顶的时候,是否有参数可以不考虑坡屋顶的指标?A8:可以不统计坡屋面的指标。
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析
对于坡屋面PKPM建模的探讨与分析【摘要】本文探讨了坡屋面PKPM建模的方法与应用。
在介绍了研究背景和研究意义。
在正文中,详细概述了PKPM建模方法并分析了坡屋面建筑特点,探讨了PKPM建模在坡屋面设计中的具体应用,并讨论了存在的问题与挑战。
提出了优化方法以应对挑战。
在展望了坡屋面PKPM建模的发展前景并进行了总结与展望。
本文的研究将有助于提升坡屋面设计的效率和精确度,为相关领域的研究和实践提供参考。
通过对PKPM建模在坡屋面设计中的应用与挑战的探讨,为优化方法的提出提供了理论支持。
【关键词】坡屋面,PKPM建模,建筑设计,应用,问题,优化方法,发展前景,总结,展望1. 引言1.1 研究背景目前,关于坡屋面PKPM建模的研究还比较有限,尚未形成系统完善的理论框架。
在工程实践中,由于缺乏对于坡屋面建筑特点的深入理解,PKPM建模常常存在一些局限和不足之处。
通过深入研究PKPM建模在坡屋面设计中的应用,分析其存在的问题与挑战,探讨优化方法并展望未来的发展方向,有助于完善PKPM建模技术,提高坡屋面建筑设计的效率和质量。
1.2 研究意义研究坡屋面PKPM建模可以帮助工程师更准确地模拟坡屋面结构在不同荷载条件下的受力情况,从而提高设计的可靠性和安全性。
对PKPM建模在坡屋面设计中的应用进行深入研究可以为工程师提供更好的设计工具和方法,提高设计效率和精度。
探讨PKPM建模存在的问题与挑战以及优化方法可以为工程师提供改进建模技术的思路和方法,促进坡屋面结构设计的发展和进步。
研究坡屋面PKPM建模对于提高坡屋面结构设计的质量和效率具有重要的意义,对于推动建筑行业的发展和进步也具有积极的影响。
2. 正文2.1 PKPM建模方法概述PKPM(普通框架结构计算分析设计程序)是一种常用的结构分析与设计软件,广泛应用于建筑工程中。
在坡屋面设计中,PKPM建模方法是一种重要的工具,可以帮助工程师分析和设计坡屋面的结构。
PKPM建模方法包括几个基本步骤:建立坡屋面的结构模型,包括楼面、梁柱和墙等组件;设置材料、截面和荷载等参数;然后,进行结构分析,计算结构的受力情况;根据计算结果进行设计优化,确保坡屋面结构的安全和稳定。
坡屋面建模的方法与技巧
当出现屋面板的四边不共面时,我的做法是:四边形屋面板不共面时采用虚梁将其划分为三角形即可。
另外大家探讨一下坡屋面设计的方法和技巧,大家做过坡屋面的可以互相探讨一下,三人行,则必有我师!
本帖最后由 小_李_飞_刀 于 2013-6-20 12:3处理?
坡屋面的做法,实际项目中有三种方法:
1)等效荷载法:直接将坡屋面等效为荷载输入,计算结果一般偏大。(个人不推荐)
2)平屋面法:将坡屋面按平屋面输入,高度取楼层到屋脊线的一半或者2/3,具体是按照建筑屋面的做法分情况确定。优点是建模简单。
坡屋顶详解9.30
(一)认识坡屋顶以及坡屋顶模板图画法1 双坡坡屋顶坡屋顶平面坡屋顶正立面坡屋顶侧立面模板图画法单坡屋顶进阶1 坡屋顶加平屋顶单坡屋顶进阶2 单坡屋面和双坡屋面组合2 四坡坡屋顶平面然后描出折梁模板,该折梁的三维图3各种坡屋顶组合双坡坡屋顶组合根据标高和节点做出辅助线最后描出斜梁模板形状。
这根折梁三维图4 别墅坡屋顶如果仔细分解其实就是四个四坡屋顶。
下面的你能看出来几种坡屋顶组合么?(二)屋面斜板设计坡屋面活荷载下板的弯矩坡屋面恒荷载下板的弯矩所以最终可以得出坡屋面斜板怎么设计?(三)梁柱坡屋面设计方法坡屋面建模和增加1/2层高恒荷载作用下梁柱的弯矩对比坡屋面按实际情况建模振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数1 0.9519 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.002 0.9050 0.00 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.003 0.8327 72.34 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00平屋面增加2/3层高建模1 0.9742 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.002 0.9287 0.00 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.003 0.8657 90.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00平屋面增加一半层高建模振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数1 0.9639 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.002 0.9191 0.00 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.003 0.8563 90.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00总结最后得出梁柱坡屋面设计的方法。
四坡屋顶设计常见问题1闷屋顶2出屋面的机房和坡屋顶的相交问题。
三维建模技术在坡屋面施工中的作用
三维建模技术在坡屋面施工中的应用
引论:我公司一期项目共二十栋建筑物,均采用多坡屋面。
为指导施工,采用了算量软件中的三维建模技术,对坡屋面的柱、梁、板在施工前的交底中进行了三维展示,形象地指导了施工,本文以6#楼为例说明了该技术的应用。
一、设计情况:
如下1-6#楼屋顶平面布置情况:
其特点为多坡屋面、平坡相间、楼梯间部位有升起、有多处不同标高的屋脊线。
建筑物效果图屋顶形状:
采用三维建模方法得到的1-6#楼屋面层的效果图:
二、应用该技术的优点:
(1)可任意角度观察结构形状
(2)可根据需要,显示不同部位的结构
如下为短肢剪力墙的分布情况:
如下为屋面梁的布置情况:
(3)可对指定的局部进行显示
二、模板体系的搭设
坡屋面施工的难点在于梁板的放样,多坡屋面的梁板放样应与合理的支撑搭设方法相结合,放样的过程也是支撑搭设的过程。
从屋面梁的布置图可以看出,梁的支设是整个模板体系支设的关键,梁的位置确定后,板及柱墙的位置及高度即可确定。
在进行施工交底时,通过屋面结构的三维展示,施工人员对屋面梁的结构布置有了大致的认
识。
首先在楼面板上放出屋面投影线,再按以下步骤搭设:
2011-12-1。
坡屋面结构设计分析
坡屋面结构设计分析摘要:坡屋面结构较复杂,细部处理较多。
首先应选用合理的结构方案,在结构计算时,也应建立合理的结构计算模型,屋面荷载输入时应输入斜坡构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度,板厚设计应考虑施工影响,配筋应考虑温度应力。
浇筑时细部处理应到位,否则会渗漏现像。
关键词:荷载集度;温度应力;虚梁理论;渗漏0.引言随着经济条件的改善和建筑行业的发展,越来越多的建筑采用坡屋面这种造型,这既美观了建筑造型,也能达到保温节能和防渗漏的目的。
但对于斜构件的设计及构造做法,规范及手册里说明较少,且结构计算软件对坡屋面的受力分析也需要设计师自行处理,所以作为结构设计师,搞清坡屋面的设计、构造要求是非常重要的。
1.坡屋面常用做法坡屋面的做法一般有两种:方案一是屋面直接做成斜板;方案二是先做一层平板,然后屋面斜板按造型做。
对比此两种方案,方案一造价相对低,但屋面保温、隔热及防水做法相对复杂。
方案二造价相对高,但屋面防水、保温隔热施工方便。
针对框架而言,方案一和方案二,均可以先在斜坡的最低点处设置水平框架梁,然后采用梁上起柱方式支承倾斜部分。
如果柱网尺寸比较小,方案一可不设置水平框架梁,但对框架柱的设计应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力的作用。
2.坡屋面构件的计算结构计算方法一般有三种:1.简化荷载法。
2.坡屋面转化为平屋面法。
3.运用虚梁理论精确建模。
第三种计算方法从计算模型和计算结果上,都比较合理经济。
计算内容包括抗震验算和静力计算两部分。
这里先说抗震验算部分。
结构方案采用方案一时,抗震验算时顶层层高可取顶层倾斜屋面顶点高度的2/3作为该层的结构高度;结构方案采用方案二时,抗震验算时作为屋面造型部分的仅以屋面荷载作用在顶层屋面板处,不单独作为一个质点考虑。
再者静力计算部分。
以四边简支的单向板为例,对于坡屋面来说,采用结构设计软件对斜坡屋面建立计算模型,可以通过定义节点高度、粱的左右节点标高、层间斜撑等方法来完成坡屋面及楼层的定义,精确构建计算模型。
框架结构坡屋面建模与计算模拟分析
框架结构坡屋面建模与计算模拟分析摘要:随着我国经济水平的提高,坡屋面以其独特美观的屋面形式越来越受到人们的青睐。
本文利用PKPM软件对比平屋面和斜屋面两种建模方案,并用SAP2000建立模型进行对比验证。
研究发现,与简化平屋面模型对比,利用PKPM结构设计软件建立真实的坡屋面模型能够较好地模拟出坡屋面的受力特点,旨在为坡屋面结构计算提供一定的合理化建议。
关键词:框架结构;坡屋面;结构设计;PKPM0 引言坡屋面以其独特的建筑外型、良好的保温防水排水效果和增大室内空间利用率等特点广泛的应用于仿古建筑、现代别墅和高层建筑斜屋面中。
相较于传统坡屋面,现代坡屋面将屋架、檩条系统改为钢筋混凝土屋面板,砼面板外侧附加保温板、防水卷材、彩色瓦片等,相较于平屋面恒荷载较大,活荷载需考虑斜向的风、雪等荷载。
另外屋面骨架通过斜梁、斜板所建立的支撑体系,考虑斜屋面屋脊梁与斜板搭接处、各梁板柱交汇节点处受力复杂,这就会导致屋面结构设计相对困难。
因此,采用什么样的建模方案,如何正确的模拟出坡屋面的受力形式是非常必要的。
1 坡屋面概括坡屋面根据坡面组织排水的不同可以分为单坡屋面、双坡屋面、四坡屋面和多坡屋面。
单坡屋面多用于房屋为外走廊,进深比较小的建筑,双坡屋面及以上多用于建筑立面要求比较丰富的现代别墅或其他建筑屋面等[1]。
图1为本次坡屋面模型的南北剖面图,由屋面彩色瓦片、100mm厚XPS保温板和混凝土结构板组成,斜屋面下设水平吊板。
采用的坡面组织排水方式为四坡屋面排水,由12根斜梁、屋脊梁搭接框架柱所组成的支撑体系搭接而成。
受力形式为板荷载传至梁住,最后到达底部独立基础。
图1 坡屋面南北剖面图2 坡屋面结构建模方案2.1 简化平屋面设计院在进行坡屋面设计时,经常采用的方案就是将坡屋面简化为平屋面。
具体方案就是在坡屋面平均高度处建立标准层,梁板均按照水平布置,楼层高度为坡屋面相连层与坡屋面平均高度之和。
这种建模方案及计算比较简单、省力,但不能够真实的模拟出斜梁、板的受力状态,尤其是忽略了斜板对结构刚度的贡献以及斜梁对结构产生的水平方向的推力,使结构整体偏柔。
坡屋顶案例分析
• 门的顶部采用单坡的 形式,与玻璃有机结 合,中间镂空有种视 觉的穿透效果,通过 与两侧版面相结合, 高低错落,虚实结合, 更显其趋势性和柔和 感
2.引用和借鉴
3.思考和总结
通过园林古典建筑的了解与分析,对于园 林的坡屋顶建筑有了一定的认识和感知, 园林坡屋顶的特点和风格也有了更深的理 解,同时对于园林建筑的应用设计有了充 分的认识,最重要的是学会将优秀的建筑 设计引用到自己的设计当中,取他人之长, 补己之短,不断吸收建筑设计中的精髓, 更加充实自己,通过自己不懈的努力和尝 试,争取更大的进步!!!
目录
• 1.案例分析 • 2.引用和借鉴 • 3.思考与总结
案例分析
• 坡屋顶在建筑中应用较广, 主要有单坡式、双坡式、 四坡式和折腰式等。以双 坡式和四坡式采用较多 坡屋顶上的雨水可沿屋面 经屋檐自由泄下;也可在 屋檐处设置略带纵坡的水 平檐沟,使雨水汇集于有 一定间距的垂直雨水管排 下。屋顶的构造坚固耐久、 防水、防火、保温、隔热、 抗腐蚀、自重轻、构造简 单、施工方便
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对混凝土坡屋面施工技术的分析
对混凝土坡屋面施工技术的分析随着住宅建设的不断发展,不同样式的楼房不断发展,原有的平顶屋面也多为坡屋面所取代,使住宅的功能更添多样化的色彩。
屋顶以其美观的造型、灵活多变的组合方式和良好的排水、隔保温性能在住宅中得到较大运用,但由于夏热冬冷地区气候比较恶劣,以及气候对屋顶的影响非常大,以及坡屋面天窗、通风孔等处因构造复杂,实际防水效果不尽如意、渗漏时有发生。
针对以往混凝土坡屋面施工方法的弊端,提出坡屋的新式施工方法,分析了施工中可能出现的问题,做出了相应的防治措施。
标签坡屋面;双面模板;施工技术;分析钢筋混凝土坡屋顶的应用已经十分广泛,其正确设计方法的研究、确立非常迫切。
其目标可以是取消或减少屋顶内的梁、柱,实现大空间,让屋顶板下“整洁干净”。
这除给结构专业本身带来效益外,还能给建筑专业的设计开拓新余地,最终让广大用户、房地产开发商受益,其意义深远。
但在具体施工中,混凝土坡屋面在混凝土振捣施工过程中由于坡屋面的坡度(通常指坡度为25°~60°的坡屋面),往往造成混凝土的滑落现象,因此在斜坡面上无法很好地进行混凝土振捣,往往由于坡屋面在施工中施工方法选择不当易造成混凝土浇筑不密实,极易引起渗漏。
在住宅工程中,常用的是现浇钢筋混凝土坡屋面,混凝土上板铺保温材料、防水层、面挂混凝土彩色瓦。
然而,由于结构复杂,变坡转折处、结构交接面和细部节点比较多,坡屋面施工相对复杂,难以控制施工质量,加上设计、材料等方面的原因,以往混凝土坡屋面的施工方法是在施工中采用斜坡底面模板上用干硬性混凝土浇筑、拍实,这种施工方法由于坡屋面坡陡,在浇筑振捣过程中往往造成混凝土沿斜坡滑落现象,且干硬性混凝土拍实只能保证混凝土表面出浆,无法保证混凝土内部的密实,所以易出现孔洞、麻面等质量问题,为屋面雨水渗漏留下了隐患。
同时由于混凝土坍落度小,又采用拍实方法,操作时间较长,混凝土静置时间过长,会影响混凝土质量。
针对以上问题,如果采用安装双面模板进行施工,可以保证充分振捣到位,确保混凝土密实。
坡屋面建模及分析(投稿版)
钢筋混凝土坡屋面建模及分析【摘要】随着国民经济的快速发展和人民欣赏水平的提高,坡屋面建筑越来越受到人们的喜爱。
坡屋面相比平屋面有其独特的优点:屋面造型美观,在屋面处铺设不同颜色的琉璃瓦可以得到不同的立面效果;排水顺畅,不容易积水积雪;隔热隔声效果好;结构受力合理,坡屋面为空间受力体系,整体性和经济性较好。
但是现阶段,设计院在PKPM中进行坡屋面建模时,一般将坡屋面简化为平屋面建模,忽略了坡屋面梁的拱效应和屋面板对整体刚度的影响,与实际情况相差较大。
本文从坡屋面的建模方法出发,了解坡屋面的空间受力特性;并分析不同建模方法的优缺点,为结构设计人员在进行坡屋面设计时提供一些建议。
【关键词】坡屋面、建模、受力特性1、引言现代的钢筋混凝土坡屋面已经不同于中国传统的双坡屋面和歇山建筑,也不同于西方教堂式的坡屋面,现代的坡屋面一般为多坡屋面或曲线型屋面,造型较复杂。
新颖的别墅坡屋面等中小跨度坡屋面蕴含着丰富的建筑思想和结构知识,需要我们进一步的理解和分析。
本文通过对传统的双坡屋面进行分析,了解坡屋面的空间受力特性;进而分析和设计实际工程中的别墅多坡屋面,了解实际坡屋面的受力特性。
2、模型概况及建模方法2.1 模型概况图1坡屋面投影图双坡屋面的投影图如图1所示。
屋面为双坡屋面,坡度为25o;屋面四角处柱截面尺寸为300*300mm,屋面梁的截面尺寸为200*400mm;层高为3300mm;屋面板厚度为120mm;采用C30的混凝土。
屋面恒荷载为7KN/M2,活荷载为0.7KN/M2。
2.2 建模方法为了准确分析坡屋面的空间受力特性,了解不同建模方法的优缺点。
本文应用四种建模方法建立坡屋面模型:平屋面法、PKPM坡屋面建模法、PMSAP坡屋面建模、SAP2000坡屋面建模法。
(1)平屋面法:将坡屋面简化为平屋面进行建模分析是设计院使用最多的一种方法。
当坡屋面起坡点处设有一层水平屋面板时,以坡屋面起坡点到坡屋面顶点的平均高度作为层高建立一个标准层,梁板均按正常楼面水平布置;当坡屋面起坡点处没有水平屋面板时,按从下层楼面至屋面顶点的平均高度作为层高建立标准层,梁板均按正常楼面水平布置。
清华斯维尔节能设计-坡屋顶的建模方法
坡屋顶的建模方法常见的坡屋顶大致可以分为单坡、双坡、四坡和多坡屋面,其中尤以双坡、四坡居多。
根据坡屋顶的构造,建模时主要是控制它的屋面坡度、屋脊线位置、屋脊高度、檐口的挑出宽度等参数。
下面就详细介绍其操作方法。
一、单坡屋面在屋顶布置的对话框中,我们选择屋面类型为单坡屋面。
屋脊高度指屋脊线距离本层层高的高度,也就是到本层顶板上表面的距离。
挑出宽度指屋面板伸出外墙轴线的垂直投影长度,而且四周挑出宽度相同。
坡度指斜屋面的坡度。
这里的坡度有两种输入方式,一是输入坡度系数,单位是百分比。
如图纸上标明坡度为1:2.747,则坡度系数为1/2.747=36.4%,输入36.4即可;二是输入坡度角,单位是度,如坡度角为30°,则输入30。
输入好参数后,点击确定,弹出选择轮廓方式的对话框。
“自绘制轮廓”方式就是逐一选择轮廓线上的每个节点,最后闭合形成坡屋面的平面轮廓。
“选择轮廓”方式就是通过选择左、上方墙或右、下方墙,程序自动选择是平面图外环轮廓还是局部内环轮廓。
选择好轮廓后,程序提示确定。
确定后,继续选择屋脊线的的两个节点,软件根据选择的情况,生成所需要的坡屋面。
生成的坡屋面平面图如下:三维图:从图上可以看出,当设置了挑出宽度时,轮廓四周都会挑出相同的宽度来。
如果此坡屋顶相邻的房间上还有楼层时,坡屋顶就伸到楼上的房间里去了。
因此这种情况下,我们就要采用其他方法来处理。
我们把坡屋顶的外围线作为轮廓,挑出宽度设为零,这样就可以解决上述问题,而且还可以解决四周挑出宽度不一致的问题。
前提是需要在轴线网格编辑中,将坡屋顶的外围点用节点的方式定位出来。
之后用自绘制轮廓方式将各节点逐一选中,再定位屋脊线的位置,就能绘出所需要的坡屋顶。
此时可以看到,由于节点抬高了,相邻的不是坡屋顶部分的墙体也跟着抬高,这些墙体需要用指定高度的墙来布置。
如果相邻的梁也抬高了,则需要修改该梁的左右标高。
二、双坡屋面在屋顶布置的对话框中,我们选择屋面类型为双坡屋面。
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钢筋混凝土坡屋面建模及分析
【摘要】随着国民经济的快速发展和人民欣赏水平的提高,坡屋面建筑越来越受到人们的喜爱。
坡屋面相比平屋面有其独特的优点:屋面造型美观,在屋面处铺设不同颜色的琉璃瓦可以得到不同的立面效果;排水顺畅,不容易积水积雪;隔热隔声效果好;结构受力合理,坡屋面为空间受力体系,整体性和经济性较好。
但是现阶段,设计院在PKPM中进行坡屋面建模时,一般将坡屋面简化为平屋面建模,忽略了坡屋面梁的拱效应和屋面板对整体刚度的影响,与实际情况相差较大。
本文从坡屋面的建模方法出发,了解坡屋面的空间受力特性;并分析不同建模方法的优缺点,为结构设计人员在进行坡屋面设计时提供一些建议。
【关键词】坡屋面、建模、受力特性
1、引言
现代的钢筋混凝土坡屋面已经不同于中国传统的双坡屋面和歇山建筑,也不同于西方教堂式的坡屋面,现代的坡屋面一般为多坡屋面或曲线型屋面,造型较复杂。
新颖的别墅坡屋面等中小跨度坡屋面蕴含着丰富的建筑思想和结构知识,需要我们进一步的理解和分析。
本文通过对传统的双坡屋面进行分析,了解坡屋面的空间受力特性;进而分析和设计实际工程中的别墅多坡屋面,了解实际坡屋面的受力特性。
2、模型概况及建模方法
2.1 模型概况
图1坡屋面投影图
双坡屋面的投影图如图1所示。
屋面为双坡屋面,坡度为25o;屋面四角处柱截面尺寸为300*300mm,屋面梁的截面尺寸为200*400mm;层高为3300mm;屋面板厚度为120mm;采用C30的混凝土。
屋面恒荷载为7KN/M2,活荷载为0.7KN/M2。
2.2 建模方法
为了准确分析坡屋面的空间受力特性,了解不同建模方法的优缺点。
本文应用四种建模方法建立坡屋面模型:平屋面法、PKPM坡屋面建模法、PMSAP坡屋面建模、SAP2000坡屋面建模法。
(1)平屋面法:将坡屋面简化为平屋面进行建模分析是设计院使用最多的一种方法。
当坡屋面起坡点处设有一层水平屋面板时,以坡屋面起坡点到坡屋面顶点的平均高度作为层高建立一个标准层,梁板均按正常楼面水平布置;当坡屋面起坡点处没有水平屋面板时,按从下层楼面至屋面顶点的平均高度作为层高建立标准层,梁板均按正常楼面水平布置。
将坡屋面简化为平屋面的这种建模方法比较简单,计算方便,出图速度快。
但是它不能真实模拟坡屋面的空间结构形态,忽略了屋面板对结构整体刚度的贡献以及屋面梁对柱顶产生的水平推力,使结构偏于不安全。
(2)PKPM坡屋面建模法:在PKPM软件中通过设置“梁两端标高”或者“上节点高”来布置屋面斜梁。
当坡屋面起坡点处有平屋面板时,需要建立两个标准层。
顶层层高200mm,布置200mm 高的短柱和100*100mm的虚梁传递荷载,下一层按正常的梁板布置方法布置。
当坡屋面起坡点处没有平屋面板且屋面跨度较小不用布置下弦拉梁时,可直接建立一个标准层,应用“上节点高”建立屋面斜梁;当屋面跨度较大需要设置下弦拉梁时仍需要按两个标准层建模。
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(3)PMSAP坡屋面建模法:PMSAP空间结构分析软件可以对结构进行整体分析。
在PMSAP 中的建模方法和在PKPM中类似,只需要在“特殊构件补充定义”中将屋面板定义为弹性板6。
弹性板6可以真实的模拟屋面板的平面内刚度和平面外刚度,以实现结构模型的正确计算。
PMSAP可以计算屋面斜梁和屋面斜板对结构整体刚度的影响。
但是这种建模方法相对较复杂,在设计院内PMSAP 还没有得到充分的应用,这种建模方法很少能够得以实施。
(4)SAP2000坡屋面建模法:在SAP2000中进行坡屋面建模时,用薄壳单元模拟屋面板,杆单元模拟屋面梁和柱,柱底部固结。
材料属性为C30混凝土。
SAP2000为通用有限元分析软件,能够准确的进行单元划分和结构计算。
但是SAP2000多用于分析复杂结构,在SAP2000中建模相对复杂,设计院很少采用。
3、内力分析
3.1 柱内力分析
由柱最大内力值表1可以看出:(1)平屋面建模时的柱顶最大剪力约为坡屋面建模时的柱顶剪力的71%;不同的坡屋面的建模方法得到的柱最大内力值相差不大。
在平屋面建模时没有考虑屋面折梁的拱效应产生的对支座的推力的影响,因而柱顶剪力偏小,结构偏于不安全。
(2)PKPM、PMSAP 及SAP2000均可以考虑屋面斜梁的作用。
(3)应用PKPM建模的结果中柱剪力和弯矩略大于SAP2000和PMSAP。
由于PKPM不能考虑到屋面板对整体刚度的影响,因而计算的结构与实际情况略有偏差,使得结构配筋偏大。
表1 柱最大内力值表
3.2 梁内力分析
坡屋面横断面一般为“人”字形的折板。
结构受力状态与拱、壳类似。
在这种受力状态下。
折板支撑处会产生较大的水平推力,屋面边梁有较大的扭矩作用。
由坡屋面屋面梁弯矩图2、图3、图4可以看出:坡屋面结构的空间整体性好、刚度大,而且梁的弯矩值比平屋面梁弯矩较小,因而坡屋面受力更合理,更经济,这也是坡屋面优于一般平屋面的地方。
由屋面梁板变形图5可以看出:坡屋面脊线的变形形态与框架结构存在很大差异,由于屋面斜板对屋面脊梁的约束作用,屋面脊梁受力较小,因而在一些情况下可以不设脊梁,这样可以是坡屋面造型更简便,施工更方便。
图2 PKPM坡屋面梁弯矩图
图3 PMSAP坡屋面梁弯矩图
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图4 平屋面梁弯矩图
图5 SAP2000中屋面梁板变形图
4、别墅坡屋面分析
本工程为中建长青湖别墅项目,项目位于济南市长清区,别墅地下一层地上三层,层高为3300mm。
屋顶投影图如右图所示。
地震烈度为6度,加速度为0.05g,场地类别为三类场地,50年一遇的基本风压为0.45KN/M2。
坡屋面的俯视图如图6所示,屋面为多坡屋面且屋面相互交错形成折线型交线。
在边屋脊和屋面交线处布置梁,在屋脊顶线处不布置梁。
若按屋脊顶线布置梁板则模型相对复杂,计算可知屋脊梁均为构造配筋,不能充分发挥梁的有效作用,且施工难度大。
且屋脊梁受力较小,有时仅起到分隔屋面板的作用,屋面板自身有互为支座的空间作用,因为在屋顶脊线处可不设置屋脊梁,这样既节省了造价,又使得施工较简单。
由屋面梁弯矩图7、图8可以看出:按坡屋面建模相比按平屋面建模,屋面梁弯矩较小,配筋小,经济性更好;同时坡屋面整体刚度大,变形较小,因而坡屋面相比平屋面有很大的优越性。
图6 别墅坡屋面投影图
图7 坡屋面梁板变形图
图8 平屋面梁板变形图
5、结语
坡屋面相对于平屋面空间受力性能好,整体刚度大,屋面斜梁和屋面斜板组成空间受力体系,因而设计院在以后的坡屋面设计中尽量采用坡屋面的建模方法。
同时从以上的分析我们可以看出:(1)SAP2000和PMSAP等有限元软件的分析结果相差不大,说明坡屋面的分析是合理的,两种软件都能考虑斜梁和斜板的空间作用。
(2)坡屋盖屋脊线梁的受力较小,因此可不在屋脊线处设梁,既美观又满足受力要求。
但对于屋脊线应力集中处,应适当加强板内配筋和相应的构造措施,以保证结构安全,避免混凝土开裂。
(3)由于屋面斜梁的拱作用对柱顶产生了较大的柱顶剪力,因为在设计框架
柱时适当加强柱顶的抗剪能力。
参考文献
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[4] 黄昆,张宪江,黄福标. 大跨度四坡屋面框架结构优化设计[J]. 浙江建筑,2009,26(11):26-28.
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